大口徑水表技術分析和應用

文｜鄭州楷源儀表有限公司 岳智珉 朱蕾麗

表1 DN100 口徑各類水表量程對比

水表是用于測量管道水流累積體積的流量儀表，是供水企業用于貿易結算最主要的計量儀；它是供水企業與用戶（顧客）之間鏈接的“硬件”紐帶，是物聯網的終端，它與千家萬戶和企業的切身利益密切相關。

供水企業后端的計量就是結算計量工作，就是要依靠企業成千上萬只水表的準確、可靠的計量和穩定的運行來保證的。“二八”現象，即20%比例的大口徑水表，擔負著80%左右的水量計量，所以，大口徑水表技術和應用尤為重要和突出。

一、大口徑機械水表和電磁水表的技術參數分析

WS 垂直螺翼式水表、LXS 旋翼式水表、WPH（LXLG）水平螺翼式水表和WPHD水平螺翼式四種水表中， WS 垂直螺翼式水表性能除壓力損失一項外，全面優于WPH（LXLG）水平螺翼式水表ISO4064 B 級，同時與LXS 旋翼式水表相比，在量程范圍，即從最大流量到最小流量區域，以及始動流量，壓力損失等指標都優得多。

以DN100 口徑水表為例，從表1五條流量帶可以清楚看出，WS 垂直螺翼式、LXS 旋翼式、WPH（LXL）水平螺翼式，MAG 電磁水表的量程范圍區別。

計量器具準確度產生的誤差大大減少了供水企業的收益。機械水表、電磁流量計、電磁水表三種，計量效果如圖1-3 所示：

圖1描述的是機械水表測量情況，機械水表因其內部的物理結構，容易造成葉輪機件損壞、砂石卡住葉輪、計數器故障等。

圖2描述的是電磁流量計測量情況，而大用戶一般用水量比較大，儀表一旦無法準確計量，對于供水企業來說，損失通常都很大，而且還有可能造成與客戶的糾紛。

圖3描述的是電磁水表測量情況，從源頭上保證計量的準確性和計量的穩定性，電池供電，可內置通訊模塊實現無線數據傳輸和在線監控水量情況。

二、大口徑水表的應用

上述各類大口徑水表由于結構不同，其流量性能也有很大差別，任何計量儀表都有其局限性和缺陷型；水表的選用“沒有最好的，只有最合適的”，要科學合理的選型應用。

水表的應用要考慮水表的計量特性和用水戶的用水特性；考慮和結合本地和企業的實際情況。

A、從計量的流體流量方面考慮

1、對于供水干線上計量用水表，水表絕大多數時間處于流量高區運行，且流量相對穩定時，必須考慮選擇流通能力大，壓力損失小的一類水表；水表在流量低區計量能力基本上用不到，對其流量范圍要求不高，選擇時對最小流量、始動流量等指標不用過多考慮，可選擇電磁水表、超聲水表和WPHD 水平螺翼式水表。

2、對于具體的每一戶生活小區、工礦企業、事業單位，供水管道上安裝的貿易結算用水表，由于流量變化大，但稍大些的壓力損失（≤0.06MPa）不會影響正常供水，選擇時可考慮WS 垂直螺翼式水表；對于有條件安裝表前濾水器的也可選用WPHD水平螺翼式水表；工礦企業的用水大戶和重點用水戶可考慮電磁水表和超聲波水表。

圖1

圖2

圖3

3、對于流量變化非常大的特殊場合，如日常實際用水量非常低，但考慮消防等特殊需要，安裝大口徑進水管的學校、倉庫等一些特殊場合，電磁水表、超聲波水表。

4、LXS50～150 旋翼式水表為國內第一代大口徑水表，其所有技術經濟指標已被WS 垂直螺翼式等水表超越，目前各地已逐步被安裝尺寸相同的WS 垂直螺翼式等水表所取代。

5、按管徑定水表口徑，會有是“大馬拉小車”現象，不但造成資源浪費，而且水表長時間在低區運行，容易產生計量失準。

B、從安裝條件適應性方面考慮

按照國家標準GB/T 778.1 的規定，水表的示值最大允許誤差：

Q1≤q＜Q2的流量低區為±5%；

Q2≤q≤Q4的流量高區為±2%。

上述流量特性的要求均指實驗室條件下測試的結果。但現場實際安裝的水表，往往達不到實驗室的環境條件，所以實際誤差往往比上述要求大得多。速度式水表受水流速度分布畸變和漩渦的擾動影響示值誤差最大，實際安裝時，以前往往采取水表前后安裝直管段來解決。而不同類型的速度式水表對水流擾動的敏感程度是不一樣的，因而所需直管段的長度也不同。抗擾流性能達到U0，D0，特別適合于無法安裝直管段的位置。選擇水表類型時，也要考慮安裝現場的實際情況，來選擇相應的水表。如果受安裝條件限制，無法達到直管段的要求，則應避免選擇有直管段要求的水表，而應選擇對前后直管段無特殊要求的水表。這個問題，往往沒有得到我們足夠的重視。

C、從適用性，經濟性方面的考慮

1、不片面追求過分的計量精度或多余的流量范圍，因為這些性能很可能在水表的整個使用周期中，都沒有“用武之地”，造成浪費現象。只有從實際需要考慮水表的性能與功能，選擇性價比最優的水表才是正確的。

2、選擇大口徑水表除了考慮性能功能外，還應考慮供應商的技術服務水平和商業信譽。

3、對于用水大戶，需要實時監控的重點用戶，應該選用帶電子裝置的機械水表、電磁水表等具有遠傳實時監控功能的水表。

4、經濟性方面只考慮水表的購置費是不全面的，質量水平的差異，造成的水費損失及經常性的維修費用，將大大超過“節省”的那些購置費。

圖4 水表安裝示意圖